(57)【要約】【課題】  多数のＬＥＤチップを用いて１つのＬＥＤアレイを一体的に形成すると高い歩留まりが得られず、少数のチップを搭載したＬＥＤアレイを離散的に配置すると照明が不均一になる。【解決手段】  少数のチップを搭載したＬＥＤアレイモジュール（３２０）を複数用い、それぞれの出射面を連結導光部材（３３０）に接合するとともに、連結導光部材（３３０）の接合側の面の非接合部に拡散反射層（３３１）を設ける。ＬＥＤからの光のうち一部は連結導光部材（３３０）の導光板側の面で全反射して拡散反射層（３３１）に入射し、複数のＬＥＤアレイモジュール（３２０）の隙間に対応する部分（３３３）から出射するので、導光板の側面部に光を均一に入射でき、明るく、均一な面状照明をコンパクトに実現することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面となる側面、散乱反射パターンを持つ反射面、及び前記反射面と対向した出射面を有し、前記側面から入射された光を前記反射面と前記出射面との間で反射させながら全面に伝播させるとともに前記散乱反射パターンで散乱された一部の光を前記出射面から出射させて面状の発光をする主導光板と、
前記主導光板の前記側面に沿うように配列された複数の点状光源素子と、前記複数の点状光源素子を覆うように形成した透明部材とを備え、前記複数の点状光源からの光を前記配列方向に拡散して前記主導光板の前記側面部方向に出射する、複数の点状光源アレイモジュールと、
透明材料からなり略平板状で、前記主導光板の側面と前記複数の点状光源アレイモジュールとの間に位置し、前記複数の点状光源アレイモジュールと対向する面が前記複数の点状光源アレイモジュールと透明材料で接合されるとともに、前記接合部以外の部分の少なくとも一部に拡散反射層が形成された連結導光部材とを備え、
前記連結導光部材において、前記複数の点状光源アレイモジュールからの光の一部が連結導光部材内部において前記配列方向に伝播して前記拡散反射層で拡散反射することにより、前記複数のアレイモジュールとアレイモジュール間の隙間に対応する部分からも前記主導光板への光の供給を可能とした
ことを特徴とする面状光源。
【請求項２】
前記点状光源アレイモジュールが、前記点状光源にＬＥＤを有するＬＥＤアレイモジュールであることを特徴とする、請求項１に記載の面状光源。
【請求項３】
請求項１または２に記載の面状光源をそのバックライトとして備えた、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトを備えた液晶表示装置に関し、特にそのバックライトなどに用いる面状光源、及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型軽量で画像表示が可能な液晶ディスプレイは、製造技術の進展による価格低減や高画質化技術の開発によって急速に普及し、パーソナルコンピュータのモニターやＴＶ受像機などに広く用いられている。
【０００３】
液晶表示装置としては透過型液晶表示装置が一般的に用いられている。透過型液晶表示装置は、バックライトと呼ばれる面状光源を備え、そこからの照明光を液晶パネルによって空間変調して画像を形成する。
【０００４】
バックライトとしては、略線状光源である冷陰極管を用いて、導光板の側面より入射する方式のものがよく用いられている。薄板状の導光板の側面から入射された光は対向する主面間を、全反射を繰り返しながら、伝播する。このとき、出射面となる面とは逆の面に特定の密度分布、大きさの拡散反射層あるいは反射用凹凸を形成して伝播する光の一部を出射させる様に構成するのが一般的である。拡散反射層あるいは反射用凹凸を形成する密度分布、大きさ分布などを適度に設定することにより、液晶パネル全面にわたってほぼ一様な照明をすることが可能になる。
【０００５】
更に最近、発光効率の高い発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）が開発され、これを液晶バックライト用の光源に用いることが提案され、携帯電話などの小型画面では従来の冷陰極管に代わってＬＥＤを光源に用いるのが主流になっている。
【０００６】
２〜３型程度の小型画面の場合、２〜４個程度のＬＥＤ素子により十分な明るさが得られている。
【０００７】
ＬＥＤを光源としたバックライトを構成する場合、ＬＥＤチップを電極に実装・配線、樹脂で封止して引き出し端子を設けた複数のパッケージングＬＥＤ素子を、導光板の端面に配置して直接光を入力する方法（例えば特許文献１参照）が一般的である。その模様を図４に示す。ＬＥＤ１３０を配線基板１２０上にアレイ状に配置し、導光板１１０の側面より入射している。ただし、この構成では導光板の光入射端でＬＥＤ素子近傍が明るくなり、その中間部分に暗部１４０が生じやすい。この暗部が生じている部分を表示領域に用いると、画像の明るさにむらが出来表示品位を著しく損なうことになるので、この部分を有効領域として使用することが出来ずその部分の照明効が損失となるとともに、無効領域が生じて表示装置の大型化を招く。
【０００８】
別の例としては、複数のＬＥＤチップを一つの基板上にアレイ状に配置して一体化した構造を用いることにより、上記入射端の明暗を低減する方法も考えられる。その模様を図５に示す。
【０００９】
本例においては、配線基板２２２上にＬＥＤチップ２２１を配置し、電気接続した状態で透明樹脂２２３によって封止してＬＥＤアレイモジュール２２０を形成する。この構成でＬＥＤアレイモジュール２２０に通電して発光させると、ＬＥＤチップ２２１の光は透明樹脂２２３の内部において十分に拡散し、ＬＥＤアレイモジュール２２０全体が発光するようになり、導光板は均一に照射されて前述の光入射端における明暗が低減され、よって光利用効率が高く、コンパクトな画像表示装置を実現することが期待できる。
【特許文献１】特開平０９−３４３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の面状光源は、さらに大きな表示領域を有する表示装置への対応も期待される。しかしながら、上記方法を用いてさらに大きな画面を有する表示装置を実現するには、以下の問題がある。
【００１１】
例えば、１０型程度の画面サイズにおいて、上記従来技術例にて使用を想定されているＬＥＤチップと同等の性能を有するＬＥＤチップを用いて上記例と同程度の明るさを実現するためには、画面の面積に比例して約５０個程度のＬＥＤチップが必要になる。
【００１２】
このように多数のＬＥＤチップを用いてＬＥＤアレイモジュールを形成した場合、ＬＥＤチップのうちの１つでも不具合が発生するとＬＥＤアレイモジュール全体が使用不能になるため、不良を発生しやすく工業上大きな問題になる。
【００１３】
この問題を回避するために、ＬＥＤアレイモジュールの規模を数チップに限定し、複数のアレイモジュールをもって光源を構成するという方法が考えられる。この方法によれば、大きな歩留まり向上が期待できるが、その反面、配線、接続のためにモジュール間にある程度の隙間が不可避的に生じ、図４に示したような明暗を生じやすくなり、無効領域の拡大が懸念される。
【００１４】
本発明は、上記の問題を考慮し、生産性に優れ、かつ均一性の高い照明を実現する面状光源、及び表示均一性が高く、かつコンパクトな液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、入射面となる側面、散乱反射パターンを持つ反射面、及び反射面と対向した出射面を有し、側面から入射された光を反射面と出射面との間で反射させながら全面に伝播させるとともに散乱反射パターンで散乱された一部の光を出射面から出射させて面状の発光をする主導光板と、主導光板の側面に沿うように配列された複数の点状光源素子と、複数の点状光源素子を覆うように形成した透明部材とを備え、複数の点状光源からの光を配列方向に拡散して主導光板の側面部方向に出射する、複数の点状光源アレイモジュールと、透明材料からなり略平板状で、主導光板の側面と複数の点状光源アレイモジュールとの間に位置し、複数の点状光源アレイモジュールと対向する面が複数の点状光源アレイモジュールと透明材料で接合されるとともに、接合部以外の部分の少なくとも一部に拡散反射層が形成された連結導光部材とを備え、連結導光部材において、複数の点状光源アレイモジュールからの光の一部が連結導光部材内部において前記配列方向に伝播して拡散反射層で拡散反射することにより、複数のアレイモジュールとアレイモジュール間の隙間に対応する部分からも主導光板への光の供給を可能としたことを特徴とする面状光源である。
【００１６】
点状光源アレイモジュールが、点状光源としてＬＥＤを有するＬＥＤアレイモジュールを有してもよい。
【００１７】
また、第２の本発明は、第１の本発明の面状光源をそのバックライトとして備えた、液晶表示装置である。
【００１８】
このように本発明の面光源は、複数のアレイモジュールを連結する連結導光部材を用い、その連結導光部材のアレイモジュール間の隙間となる部分に拡散反射層を設けることにより、アレイモジュールの隙間となる部分からも光を出射して導光板側面を均一に照射することを最大の特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の面光源装置によれば、比較的大きな画面を構成する場合でも、搭載するチップ数を、生産性低下を招来しない妥当な値にしてＬＥＤアレイモジュールの生産性低下を防止するとともに、複数のＬＥＤアレイモジュールを用いた場合に生じやすい入射端近傍の明暗の発生を防止して無効部を廃し、導光板全面を有効面とすることにより画像表示装置をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１および図２は本発明の面状光源の実施の形態を示す断面図である。図１に本実施の形態の面状光源３００の上方断面図を示し、また、図２は面状光源３００の光源３０１の部分拡大上方断面図を示す。本実施の形態の面状光源３００は、光源３０１および導光板３１０を有する。光源３０１は、点状光源アレイモジュールとして、複数のＬＥＤアレイモジュール３２０、および、連結導光部材３３０を有する。また、図２に示すように光源３０１には、ＬＥＤアレイモジュール３２０の配列される方向に沿ってモジュール３２０間に拡散反射層３３１配置されている。
【００２２】
導光板３１０はその一つの側面を入射面とし、光源３０１は、導光板３１０の入射面となる側面に沿うように配置される。光源３０１において、複数のＬＥＤアレイモジュール３２０が、導光板３１０の入射面にＬＥＤアレイモジュール３２０からの光が入射するように、配線等のために必要な間隔３３３を隔てて連結導光部材３３０に接合されている。ＬＥＤアレイモジュール３２０と連結導光部材３３０とは、透明接着層３４０により接合される。透明接着層３４０は、少なくともＬＥＤアレイモジュール３２０の発する光の帯域に関して光学的に透明であればよい。
【００２３】
ＬＥＤアレイモジュール３２０は、基板３２２上に複数のＬＥＤチップ３２１を配列し、透明樹脂３２３で封止して構成される。連結導光部材３３０のＬＥＤアレイモジュール３２０が接合されている面のうちでＬＥＤアレイモジュール３２０が接合されずに配線等のために必要な間隔として残る部分３３３には、拡散反射層３３１が形成される。
【００２４】
以上のように構成される面状光源３００の動作を説明する。
【００２５】
ＬＥＤアレイモジュール３２０に通電して発光させると、その光は透明接着層３４０を透過して連結導光部材３３０に入射する。連結導光部材３３０に入射した光のうち、全反射条件を満たす大きな角度で入射した光は導光板側の面で全反射し、連結導光部材３３０のＬＥＤアレイモジュール３２０と接合していない部分３３３に設けられた前記拡散反射層３３１に入射して拡散反射され、導光板３１０方向へ出射する。その成分の典型的な光線軌跡を模式的に実線の矢印で図２に示す。
【００２６】
このように、連結導光部材３３０を用いた構成によれば、複数のＬＥＤアレイモジュール３２０間に生じる隙間に対応する部分３３３からも導光板に光を導くことが可能になり、導光板はその入射端部近傍から液晶パネル全体を均一に照明することが可能になる。
【００２７】
なお、連結導光部材３３０から全反射することなく直接出射する成分が強く、均一化が不十分な場合は、連結導光部材３３０の導光板側の面の対応する領域に一部の光を反射するような部分反射層を設けてもよい。
【００２８】
本発明の面状光源３００は、液晶表示装置のバックライトとして有用である。図３にその構成を示す。本図に示す液晶表示装置４００は、面状光源３００および液晶パネル４１０を有する。面状光源３００は液晶パネル４１０のバックライトとして機能する。光源３０１からの光は、図中矢印によって示されている。
【００２９】
この様に、本発明の面状光源によれば、複数のＬＥＤアレイモジュールを用いてＬＥＤアレイモジュール１個当たりの搭載ＬＥＤチップ数を歩留まりの良好な値に設定してコストパフォーマンスを向上し、かつ、連結導光部材を用いることにより複数のＬＥＤアレイモジュールを離散的に配置しながら光を均一に導光板に入射することが可能になり、比較的多数のＬＥＤチップが必要な場合でも、発光が均一でコンパクトな面状光源装置を実現することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の面状光源、及びそれを用いた液晶表示装置は、多数のＬＥＤチップを用いて、明るく均一性が高い画像表示を歩留まり高く実現できるという効果を有する。そのため比較的大きな画面を有し、従って大きな光量が必要な液晶テレビ受像機、パーソナルコンピュータ用モニター等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態の要部を示す拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態の面状光源を備えた液晶表示装置。
【図４】ＬＥＤ素子を用いた従来の面状光源を示す断面図。
【図５】ＬＥＤアレイモジュールを用いた従来の面状光源を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１１０、２１０、３１０  導光板
１２０、２２２、３２２  基板
１３０  ＬＥＤ素子
１４０  暗部
２２０、３２０  ＬＥＤアレイモジュール
２２１、３２１  ＬＥＤチップ
２２３、３２３  透明樹脂
３００  面状光源
３０１  光源
３３０  連結導光部材
３３１  拡散反射層
３４０  透明接着層
４００  液晶表示装置
４１０  液晶パネル
【図１】
2006012422.tif 000003
【図２】
2006012422.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006012422.tif 000006
【図５】
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